Урок "Мутаційна мінливість"

Тема: Мутації види мутацій, причини та наслідки мутацій

 

Цілі уроку:

освітня:

1) закріпити поняття «мінливість»;

2) повторити поняття «комбінативна мінливість», її види;

3) ознайомитися з терміном «мутації»;

4) розглянути основні положення мутаційної теорії;

4) охарактеризувати різні типи мутацій;

5) сформувати уявлення про систему репарації;

6) визначити роли мутаційної мінливості в існуванні організмів;

розвиваюча:

1) формувати вміння встановлювати причинно-наслідкові зв'язки;

2) розвивати активне слухання;

3) удосконалювати пам’ять та увагу учнів;

4) розвивати вміння користуватися інноваційними технологіями;

5) посилити навички скорописання та скорочитання;

6) покращити комунікативні здібності учнів;

7) розвивати вміння працювати над реалізацією учнівського проекту;

виховна:

1) удосконалювати дисципліну на уроці;

2) формувати шанобливе ставлення до вчителя;

3) прищеплювати поважливе ставлення до своїх однокласників;

4) показати небезпеку виникнення мутацій та їх наслідки;

5) формувати навички сприйняття краси оточуючого світу.

 

Основні поняття: мінливість, комбінативна мінливість, кон’югація, трансдукція, транслокація, мутаційна мінливість, мутаційна теорія, мутації, генні, точкові, хромосомні, геномні мутації, дуплікація, делеція, трансформація, інверсія, летальні, сублетальні, нейтральні мутації, система репарації.

 

Методи: словесні (фронтальна бесіда, пояснення, лекція), наочні (плоскі, графічні, технічні), практичні (робота з різнорівневими тестами, виправлення помилок у тексті, складання сенкану, проектні технології, музичні й фізкультурні хвилинки, кольорова терапія, проблемне навчання, робота з підручником).

 

Міжпредметні зв’язки: хімія, фізика, англ. мова, фізична культура.

 

Обладнання: дошка, крейда, кольорові аркуші, картки перевірки, м’яка іграшка, ксерокопії «Мутаційна мінливість», проектор, комп’ютер, презентація «Мутаційна мінливість», відеофільм «Система репарації», підручник.

 

План

 

І. Організаційний етап.

1.Слово вчителя. (1 хв)

2.Музична хвилинка. (1 хв)

3.Кольрова терапія. (2 хв)

 

ІІ. Актуалізація опорних знань. (слово вчителя) (1 хв)

 

ІІІ. Перевірка раніше засвоєних знань.

1.Робота з картками. (4 хв)

2.Командні змагання з м’якою іграшкою. (4 хв)

3.Вправа «Знайди помилку». (4 хв)

 

ІV. Мотивація навчальної діяльності учнів, повідомлення теми, мети і завдань уроку.

1.Слово вчителя. (1 хв)

2.Мозковий штурм. (2 хв)

 

V. Вивчення нового матеріалу.

1.Робота з підручником. (3 хв)

2.Робота з картками. (3 хв)

3.Розповідь. (1 хв)

4.Проектна робота. (3 хв)

5.Робота зі слайдами. (5 хв)

6.Проектна робота. (3 хв)

 

VI. Узагальнення й систематизація вивченого матеріалу.

1.Слово вчителя. (1 хв)

2.Вправа «Австралійський дощик». (2 хв)

3.Відеоперегляд «Система репарації». (3 хв)

4.Технологія «3П». (2 хв)

 

VIІ. Підбиття підсумків уроку, домашнє завдання.

1.Повідомлення домашнього завдання. (2 хв)

2.Бесіда (2 хв)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хід уроку.

 

І. Організаційний етап.

 

1.Слово вчителя. (1 хв)

 Добрий день! Сідайте, будь ласка. Шановні учні, ви часто берете участь у різних конкурсах – «Колосок», «Геліантус», «Олімпус», «Бобреня», «Кенгуру» і т.д. З одного боку, це дуже цікаво, з другого, це своєрідна перевірка рівня ваших знань, щоб, якщо є необхідність, їх покращити, з третього боку, це можливість посісти призове місце та отримати винагороду. Мабуть, я вас здивую, але й серед учителів проводяться різноманітні конкурси. Ваш вчитель з біології стала учасником «Кращий вчитель року – 2015», тому сьогодні на нашому уроці присутні почесні гості, які є суддями цього змагання. Сподіваюся, ви мені допоможете, і ми плідно попрацюємо впродовж наступних 40 хв.

 

2.Музична хвилинка. (1 хв)

 Зараз, щоб налаштуватися на робочий настрій, я пропоную вам прослухати невеликий музичний уривок. (вмикається музикальний уривок)

 

 3.Кольрова терапія. (2 хв)

Скажіть, будь ласка, якого кольору ця пісня? (учні називають кольори, обирається один) А які емоції у вас викликає цей колір? (учні називають свої емоції) Давайте оберемо один відтінок і спробуємо надати цього забарвлення нашому уроку. А в кінці я вас запитаю, чи співпав обраний колір з тими враженнями, які ви отримаєте за наш урок.

 

ІІ. Актуалізація опорних знань.

 

Слово вчителя. (1 хв)

 Перед тим, як ми перейдемо до вивчення нового матеріалу, я пропоную повторити попередню тему. Який розділ ми почали вчора? («Мінливість») Якою була тема минулого уроку? («Комбінативна мінливість) Добре, ми розглядали, що таке мінливість, її значення для живих організмів, типи мінливості і більш детально говорили про комбінативну мінливість.

 

ІІІ. Перевірка раніше засвоєних знань.

 

1.Робота з картками. (4 хв)

 Поки ми повторимо основні моменти, які необхідно пам’ятати з попередньої теми, я пропоную двом учням попрацювати біля дошки з тестами. Ви знаєте, що по закінченні одинадцятого класу на вас чекає зовнішнє незалежне оцінювання, на якому завдання пропонуються у вигляді тестів, тож вам необхідно вміти їх розв’язувати. (до дошки викликаються 2 учні)

Картка перевірки №1

1.Здатність живих організмів передавати свої ознаки нащадкам називається:

а) спадковість;

б) мінливість;

в) пластичність.

2.Неспадкова індивідуальна мінливість називається:

а) комбінативна;

б) мутаційна;

в) модифікаційна.

3.Вид мінливості, який засновується на явищі кросинговеру та незалежному розходженні хромосом під час мейозу, називається:

а) комбінативна;

б) мутаційна;

в) модифікаційна.

4.Здатність живих організмів набувати нових ознак у ході своєї життєдіяльності називається:

а) спадковість;

б) мінливість;

в) пластичність.

5.Вид комбінативної мінливості, коли відбувається обмін генами між клітинами через кон’югативний мостик, називається:

а) кон’югація;

б) трансформація;

в) трансдукція.

6.Мінливість, яка пов’язана з отриманням нових поєднань генів у генотипі, називається:

а) комбінативна;

б) мутаційна;

в) модифікаційна.

7.Організми, одержані внаслідок схрещування двох батьківських форм, називаються:

а) вихідні форми;

б) гібриди;

в) алелі.

8.Комбінативна мінливість властива:

а) всім організмам;

б) всім, окрім людини;

в) лише тваринам.

9.Вид комбінативної мінливості, коли відбувається перенесення генів з однієї клітини в іншу за допомогою вірусів, називається:

а) кон’югація;

б) трансформація;

в) трансдукція.

10.Наука про закономірності спадковості та мінливості називається:

а) екологія;

б) генна інженерія;

в) генетика.

11.Вид комбінативної мінливості, коли одна клітина отримує гени іншої за рахунок їх дифузії крізь клітинну стінку, називається:

а) кон’югація;

б) трансформація;

в) трансдукція.

12.Форма комбінативної мінливості, коли відбувається підвищення життєздатності організмів, збільшення їх розмірів, покращення плідності, яке спостерігається внаслідок гібридизації різних видів  тварин або сортів рослин, називається:

а) алель;

б) гетерозигота;

в) гетерозис.

Відповіді до картки №1: а; в; а; б; а; а; б; а; в; в; б; в.

Картка перевірки №2

1.Вид мінливості, який засновується на явищі кросинговеру та незалежному розходженні хромосом під час мейозу, називається:

а) комбінативна;

б) мутаційна;

в) модифікаційна.

2.Здатність живих організмів набувати нових ознак у ході своєї життєдіяльності називається:

а) спадковість;

б) мінливість;

в) пластичність.

3.Здатність живих організмів передавати свої ознаки нащадкам називається:

а) спадковість;

б) мінливість;

в) пластичність.

4.Вид комбінативної мінливості, коли відбувається обмін генами між клітинами через кон’югативний мостик, називається:

а) кон’югація;

б) трансформація;

в) трансдукція.

5.Неспадкова індивідуальна мінливість називається:

а) комбінативна;

б) мутаційна;

в) модифікаційна.

6.Комбінативна мінливість властива:

а) всім організмам;

б) всім, окрім людини;

в) лише тваринам.

7.Наука про закономірності спадковості та мінливості називається:

а) екологія;

б) генна інженерія;

в) генетика.

8.Вид комбінативної мінливості, коли одна клітина отримує гени іншої за рахунок їх дифузії крізь клітинну стінку, називається:

а) кон’югація;

б) трансформація;

в) трансдукція.

9.Форма комбінативної мінливості, коли відбувається підвищення життєздатності організмів, збільшення їх розмірів, покращення плідності, яке спостерігається внаслідок гібридизації різних видів  тварин або сортів рослин, називається:

а) алель;

б) гетерозигота;

в) гетерозис.

10.Мінливість, яка пов’язана з отриманням нових поєднань генів у генотипі, називається:

а) комбінативна;

б) мутаційна;

в) модифікаційна.

11.Організми, одержані внаслідок схрещування двох батьківських форм, називаються:

а) вихідні форми;

б) гібриди;

в) алелі.

12.Вид комбінативної мінливості, коли відбувається перенесення генів з однієї клітини в іншу за допомогою вірусів, називається:

а) кон’югація;

б) трансформація;

в) трансдукція.

Відповіді до картки №2: а; б; а; а; в; а; в; б; в; а; б; в.

 

2.Командні змагання з м’якою іграшкою. (4 хв)

 Тим часом, ми об’єднаємося в команди за рядами, на яких ви сидете. (команди обирають назви) Задача кожної команди відповісти на питання суперників і задати своє завдання наступній команді. При цьому ви маєте перебрасувати один одному м’яку іграшку. Тільки, будь ласка, називайте ім’я учасника з команди суперників перед тим, як кинете йому або їй іграшку, щоб не травмувати один одного. (проводяться змагання)

 

3.Вправа «Знайди помилку». (4 хв)

 Поки я буду перевіряти результати ваших однокласників, вам необхідно виконати наступне завдання: на слайді є текст, у якому допущені помилки, знайдіть та виправте їх.

Текст з помилками

Спадковість (мінливість) – це здатність живих організмів набувати нових ознак у ході індивідуального розвитку, яка здійснюється за рахунок реалізації інформації, що записана у генетичному коді, під впливом факторів зовнішнього та внутрішнього середовища. Мінливість буває спадкова та суперспадкова (неспадкова). До спадкової мінливості належать комбінативна та модифікаційна (мутаційна), а до неспадкової – мутаційна (комбінативна). Мінливість, яка пов’язана з отриманням нових поєднань генів у генотипі, називається модифікаційна (комбінативна). В її основі лежать такі явища, як незалежне розходження хромосом під час мітозу (мейозу), їх випадкове поєднання під час запліднення, рекомбінація генів завдяки летальним алелям (кросинговеру). Самі гени при цьому не змінюються, але виникають їх нові поєднання, що призводить до появи організмів з тим самим (іншим) генотипом і фенотипом. Комбінативна мінливість не дуже (дуже) поширена в природі. До неї відносять кон’югацію, трансдукцію та неповне домінування (трансформацію). Також до комбінативної мінливості належить аналізуюче схрещування (гетерозис) – явище підвищення життєздатності організмів, збільшення їх розмірів, покращення плідності, яке спостерігається внаслідок гібридизації різних видів  тварин або сортів рослин. Гетерозис можна простежити на плодах кукурудзи, огірків, забарвленні жуків.

 

ІV. Мотивація навчальної діяльності учнів, повідомлення теми, мети і завдань уроку.

 

 1.Слово вчителя. (1 хв)

 Добре. Ми повторили особливості комбінативної мінливості. А тепер давайте її порівняємо з другим видом спадкової мінливості – мутаційною мінливістю. Для цього перейдемо до вивчення нового матеріалу. Записуємо тему урока: «Мутаційна мінливість».

 

 2.Мозковий штурм. (2 хв)

 Щоб дослідити цю тему, ми маємо скласти певний план роботи. Давайте спробуємо визначити коло проблемних запитань. Що вас цікавить з цієї тими? (учні називають питання, відповіді на які вони б хотіли отримати протягом уроку, а вчитель записує їх у клітинки-кирпичі будинку, дах якого зробили з кольорового паперу).

 

V. Вивчення нового матеріалу.

 

 1.Робота з підручником. (3 хв)

 Відкрийте, будь ласка, ваші підручники на параграфі «Мутаційна мінливість». Швиденько перегляньте текст, користуючись тими навиками, які ви отримали на тренінгу зі скорочитання, та скажіть мені, що таке мутація? (учні шукають відповідь у підручнику, потім її разом записують під диктовку вчителя)

 Мутація (від лат. mutatio – «зміна») – раптова зміна, яка зумовлена реорганізацією генетичного апарату. Цим мутації різко відрізняються від модифікацій, які не торкаються, генотипу особини.

 

 2.Робота з картками. (5 хв)

 Ученим такі зміни були відомі давно. Мутаційній мінливості присвятили свої роботи С.І. Коржинський (1899) і Г. де Фриз (1901). Останньому й належить термін «мутація». Крім того, він сформулював основні положення теорії мутацій (1901-1903). Давайте поглянемо на ваші картки та прочитаємо її основні положення.

Основні положення мутаційної теорії Гюго де Фріза (1901-1903)

1. Мутації виникають раптово, як дискретні зміни ознак.

2. Нові форми є стійкими.

3. На відміну від неспадкової мінливості мутації не утворюють безперервних рядів і не зосереджуються навколо якогось середнього типу. Вони є якісними змінами.

4. Мутації проявляються по-різному. Вони можуть бути і шкідливими, і корисними.

5. Вірогідність виявлення мутацій залежить від числа досліджених особин.

6. Одні й ті самі мутації можуть виникати повторно.

 

 3.Розповідь. (1 хв)

 Тепер відомі мутації в усіх класів тварин, рослин і вірусів. Існує багато мутацій і в людини. Саме мутаціями зумовлений поліморфізм людських популяцій: різна пігментація шкіри, волосся, колір очей, форма носа, вух, підборіддя тощо. У результаті мутацій з’являються й успадковуються аномалії в будові тіла, спадкові хвороби людини. З мутаційною мінливістю пов’язана еволюція — процес утворення нових видів, сортів і порід.

 

 4.Проектна робота. (3 хв)

 А зараз давайте познайомимося з організмами, які нам давно знайомі, тільки раніше ми не підозрювали, що вони є мутантними. На минулому уроці ваша однокласниця отримала завдання порівняти звичайні та мутантні форми деяких видів тварин і рослин. Вона нам підготувала презентацію, тож давайте поглянемо на слайди. (захист проектної роботи «Нормальні й мутантні форми живих організмів»)

 

 5.Робота зі слайдами. (5 хв)

 Тож, які існують види мутацій? Їх можна класифікувати з різних точок зору. Перша класифікація – це види мутацій за місцем їх виникнення.

Генні мутації можуть виникнути внаслідок заміни однієї пари нуклеотидів на іншу. Внаслідок цього може статися заміна в білку, який кодує цей ген, однієї амінокислоти на іншу. Випадання або додавання пари нуклеотидів призводить до зрушення рамки зчитування, і ділянка гена, розташована за місцем такого порушення, або взагалі не може синтезувати продукт гена, або синтезує інший продукт. Мутації, коли змінюється лише один нуклеотид називаються точковими.

Хромосомні мутації виникають у результаті перебудови хромосом. Це наслідок розриву хромосоми з утворенням їхніх фрагментів, які потім об’єднуються, але при цьому нормальна структура хромосоми не відновлюється. Розрізняють чотири основні типи хромосомних мутацій: нестача (делеція), подвоєння (дуплікація), розворот на 180 градусів (інверсія), перенесення ділянки хромосоми (транслокація).

Геномні мутації – це зміни кількості окремих хромосом чи всього хромосомного набору. До геномних кутацій відносять поліплоїдію й гетероплоїдію (анеуплоїдія). Поліплоїдія — це збільшення диплоїдної кількості хромосом шляхом додавання цілих хромосомних наборів у результаті порушення мейозу. Статеві клітини мають гаплоїдний набір хромосом (n), а для зигот і соматичних клітин більшості організмів характерний диплоїдний набір (2n). У поліплоїдних форм спостерігається збільшення числа хромосом, кратне гаплоїдному набору: 3n — триплоїд, 4n — тетраплоїд, 5n — пентаплоїд, 6n — гексайлоїд тщщо. Поліплоїдія досить часто трапляється у рослин. Наприклад, культурні рослини в більшості є поліплоїдами. Гетероплоїдія — це зміна диплоїдної кількості хромосом на некратну кількість: 2n+1, 2n+2, 2n+3 тощо. Прикладом гетероплоїдії є поява синдрому Дауна у людей.

 

 6.Проектна робота. (3 хв)

Друга класифікація стосується видів мутацій за значенням. Ваша друга однокласниця у ході роботи над проектом мала дослідити особливості летальних, сублетальних і нейтральних мутацій. Давайте надамо їй слово. (захист проектної роботи «Види мутацій за значенням»)

 

VI. Узагальнення й систематизація вивченого матеріалу.

 

1.Слово вчителя. (1 хв)

 Тож, ви бачите, що мутації стали невід’ємним компонентом нашої дійсності. Протягом життя в організмі кожної людини відбувається до 1,5 млн мутацій, але більшість з них залишаються для нас непомітними. У чому ж справа? У нашому організмі є спеціальна система, яка дозволяє ліквідувати негативну дію мутацій.

 

 2.Вправа «Австралійський дощик». (2 хв)

 Перед тим, як ми познайомимося з цією системою, давайте трохи відпочинемо і виконаємо вправу «Австралійський дощик»: в Австралії піднімається вітер, зриваються окремі краплі, починається злива, іде град, злива затихає, чутно окремі краплі, вітер розганяє хмари, з’являється сонце. (учні ланцюжком виконують вправи: шурхіт долоней, клацання пальцями, плескання, тупіт, плескання, клацання пальцями, шурхіт долоней, руки розправити вгору)

 

 3.Відеоперегляд «Система репарації». (3 хв)

 Система репарації – комплекс білків, які вирізають ушкоджені ділянки ДНК та за принципом комплементарності замінюють їх на правильні.

 

 4.Технологія «3П». (2 хв)

 А зараз давайте підсумуємо все, що ми сьогодні вивчили про мутації. Робимо вправу «3П»: протягом 30 сек перший варіант розповідає другом все, про що дізнався на уроці, потім міняємося, і 30 сек другий варіант доповнює перший тим, що не було сказано, потім 30 сек вас опитую я.

 

VIІ. Підбиття підсумків уроку, домашнє завдання.

 

 1.Повідомлення домашнього завдання. (2 хв)

На наступному уроці ми розглянемо, які фактори викликають мутації, а також поговоримо з точки зору мутаційної теорії про наслідки використання атомних бомб у Хірасімі та аварії на ЧАЕС. 2 учні отримують проектні роботи: «Наслідки використання атомних бомб» (з’ясувати перше застосування атомних бомб, використання атомних бомб у Хірасімі та Нагасакі, дослідити, чи стало це одним з факторів збільшення кількості мутацій, навести приклади таких мутацій) і «Наслідки аварії на ЧЕС» (знайти коли і через що сталася аварія на ЧАЕС, визначити наслідки викиду радіації для природи, з’ясувати, чи викликала ця радіація зміни в організмі людей, як саме, навести приклади мутацій).

Домашнє завдання: конспект вивчити, прочитати відповідний параграф, виписати значення мутацій.

 

 

2.Бесіда (1 хв)

Любі учні, давайте пригадаємо, що на початку уроку я вас просила спрогнозувати його колір. Скажіть, будь ласка, чи співпав він? З якими емоція у вас асоціюється цей колір?

Дякую за співпрацю. Зичу вам і на наступних уроках залишатися такими ж активними та відповідальними, отримувати ще більше знань та розвиватися.